JP3580877B2 - 大型鋼構造物の製作装置に使用する補強材の取出し押付け機構 - Google Patents

大型鋼構造物の製作装置に使用する補強材の取出し押付け機構 Download PDF

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Description

【0001】
【産業上の利用分野】
本発明は、大型鋼構造物の製作装置に使用する補強材の取出し押付け機構に関するもので、特に構造物のブロック製作に於ける親板に対する補強材の取出し押付け機構に係るものである。
【0002】
【従来の技術】
従来から船舶、橋梁やボイラー等の大型鋼構造物の製作においてはブロック製作法が採用されている。その製法は、先ず所定寸法の親板に、機械的強度を補強するための条材や型鋼等の補強材が溶接されて小組立ブロックが製作され、そしてそれ等小組立ブロックが合されて順次大組立ブロックが製作される。
【0003】
こうした小組立ブロックの製作工程においては、図5に示すように例えば、船舶の船体を構成する鋼板の親板1の表面に補強材である鋼板条材2を溶接するために作業者が補強材2をクレーン等を使用して、1枚ずつ親板1上に運搬し、直立状態に支えて溶接3していた。勿論、必要であれば仮溶接を行ったあと溶接している。
【0004】
又、必要に応じて図6に示すように治具4を親板1上に一旦溶接固定するとともにジャッキ5を介在させ、補強材2を親板1の表面に押付けて行う場合もある。この場合、最終的には治具を取外し、溶接跡はこれを削らなければならない。
【0005】
このように従来の方法では作業員の手作業によるところが多く、非常な重労働であると共に生産性が悪いと云う問題点があった。
【0006】
そこで、これらの諸問題に鑑み発明者等が研究の結果、補強材を直立状に保持したパレットから取出して親板上に運び、親板上所定位置に位置決めして親板表面に補強材を押付ける補強材取出し押付け機構を有する大型鋼構造物の製作装置を発表した(特開平4−319096)。
【0007】
しかし、当該装置では図4に示すように補強材取出し押付け機構は単一の昇降ポスト41に回転軸14を取付け、昇降駆動には1台のモーター36の正逆回転により昇降させていた。
【0008】
このため、昇降ポストの昇降ストロークが充分にとれない、あるいは昇降ストロークを充分とるように構成すると装置全体が大型化すると云う不具合な点があった。又、昇降ポストの上昇速度と下降速度が同じであり、正確、確実な下降動作のために速度コントロールされる下降速度と同じ速度でしか上昇もできず、作業能率面で不足であった。又、一般的な2速切替方式とすることはコストアップの要因であった。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、前記のごとき大型鋼構造物の製作装置に使用する取出し押付け機構における昇降ポストの昇降ストロークが充分にとれ、昇降駆動の上昇速度と下降速度とを別駆動、別速度として昇降操作コントロールし易い装置を得ることにある。
【0010】
【課題を解決するための手段】
補強材を直立状に保持したパレットから取出して親板上に運び、親板上所定位置に位置決めして親板表面に補強材を押付ける補強材取出し押付け機構であって、ガーダ上を横行する横行フレームに昇降自在に吊持される1段目昇降ポストと、1段目ポスト内に収納され伸縮し、その下部に回転機構とX軸方向移動機構とY軸方向移動機構とクランプ機構とを有する2段目昇降ポストと、横行フレームに下降用駆動装置と上昇用駆動装置を有し、両駆動装置にギヤ噛合するボールネジ軸とを備え、該ボールネジ軸と螺合するボールネジナットを1段目昇降ポストに固定し、ポストの下降駆動と昇降駆動を別駆動とし、下降速度は遅く上昇速度は速くなるようにしたことを特徴とする。
【0011】
【作用】
本発明による大型鋼構造物の製作装置においては補強材の取出し押付け機構のポストを1段目昇降ポスト内に収納され、1段目昇降ポストの昇降に伴って伸縮する2段目昇降ポストを有する構成としたので、ポストの昇降ストロークを充分にとれる。
【0012】
又、ポストの昇降駆動において、下降時は回転速度が小さい下降用駆動装置で駆動し、しかもこの際、上昇用駆動装置がモーターがブレーキ作用を働くので、ゆるやかな速度で下降する。上昇時は回転速度が大きな上昇用駆動装置で駆動するので、迅速な速度で上昇する。尚、上昇時には一方向クラッチにより下降用駆動装置はブレーキ作用を働らかない。
【0013】
【実施例】
以下本発明の一実施例を説明するが、先ず図2乃至図4に沿って本装置の概略構成を説明し、次いで図1に従って本発明の補強材取出し押付け機構の詳細を説明する。
【0014】
図2において13は補強材取出し押付け機構の全体を示す。該補強材取出し押付け機構13は定盤8を跨いで設置されているガーダー6上を横行する横行フレーム7に搭載されており、夫々後述するクランプ、位置決め、昇降機能を有している。
【0015】
そして、前工程で補強材2を取付け順序に沿って所定数直立状態に保持セットされて送られてくるパレット10より補強材2を1枚づつ取出し、定盤8上に載置されている親板1上に持ち運び、親板上所定位置に位置決めして押付け溶接するものである。
【0016】
尚、12はパレット10を搬送するコンベヤであり、前工程において補強材2をその取付け順序に従って所定数直立状態に保持セットされたパレット10を搬送して来る。11はパレット10上に植設されたピンであり、これにより補強材2は直立状態に保持される。
【0017】
又、9は移動台車であって、取出し位置においては搬送コンベヤ12からパレット10を受取り、ガーダー6の真下まで進み、図示していないがガーダー6に設けられたアームセンサーにより確認される取出し位置に補強材2を順次移動させる。
【0018】
この移動台車9はガーダー6の真下においてガーダー6に一旦ピン固定し、パレット10を移動台車上で調整移動するよう構成してもよい。
【0019】
次に、図3は補強材取出し押付け機構の下部機構を示している。14は回転軸であって、昇降ポスト下端に軸受を介して回転自在に支承された回転用歯車17にキー止めされ吊設されている。
16は、昇降ポスト下部に取付けたモーター15により駆動されるピニオンであって、回転用歯車17と噛合しており、回転軸14を360°回転させうる。尚、リミットスイッチ(図示せず)により原点位置を検出可能となっている。
【0020】
18は緩衝用バネ、19はX軸方向移動機構であって、緩衝用バネ18は回転用歯車17とX軸方向移動機構19との間に設けられている。またX軸方向移動機構19は回転軸14の下端に固定されており、枠体と該枠体に軸受されたネジ軸20と、該ネジ軸20を回動するハンドル21と、ネジ軸20に螺合し、枠体内に納められ回り止めされているメネジ体22とで構成されている。
【0021】
従って、ハンドル21を回動することによりメネジ体22がX軸方向に移動する。尚、23は原点復帰用シリンダーであって、前記枠体に取付けられ、そのピストンロッド部がメネジ体22の両面に当接させられている。
【0022】
24はY軸方向移動機構であって、X軸方向移動機構19のメネジ体22の下部に取付けられており、X軸方向移動機構と全く同様の構成によりY軸方向に移動するが、ハンドル操作をX軸方向移動機構と同一面とするため、ハンドル27の軸をネジ軸25と直交させて設け、その間にウォームギヤ機構26を介在させて回動させるようにしている。28はY軸方向の原点復帰シリンダーである。
【0023】
29はY軸方向移動機構24が有するメネジ体の下部に取付けられたクランプ機構であって、支杆と、該支杆に取付けられたクランプ30と、該クランプ30を開閉する開閉用シリンダー31とで構成されている。
尚、上記説明において便宜上X軸方向、Y軸方向として説明したが、装置の前後、左右方向の意味である。
【0024】
さて、このような機構を昇降させる本発明の昇降装置について図1に沿って説明する。
32は固定コラムであって、ガーダー6上を横行する横行フレーム7に搭載固定されている。33は固定コラム32内に、ガイド(図示せず)に沿って昇降自在に収納されているバランスウエイトである。
【0025】
34は固定コラム32上に取付けられたモーターフレームであって、その上に減速比が小さい(1/10)上昇用ギヤードモーター35と減速比が大きい(1/30)下降用ギヤードモーター36が取付けられており、両昇降用ギヤードモーター35、36は傘歯車機構38を介して、モーターフレーム34に軸受支持された昇降用のボールネジ軸39に連結されている。又、該連結において下降用ギヤードモーター36には一方向クラッチ37が介在されている。
【0026】
さて、41は昇降ポストであって、1段目昇降ポスト42と、該1段目昇降ポスト42内に収納された2段目昇降ポスト43とで構成されており、1段目昇降ポスト42は、固定コラム32内に収納されているバランスウエイト33と、モーターフレーム34に固定されているスプロケットホイールに巻回されたリフトチェーン44により連結され、昇降自在に吊持されている。勿論リフトチェーン44は図示のごとくフレームに設けた穴部を貫通している。
【0027】
又、2段目昇降ポスト43はその頂部を、1段目昇降ポスト42の上部に固定されているスプロケットホイールに巻回されたリフトチェーン45により固定コラム32と連結され、昇降自在つまり、1段目昇降ポスト42から伸縮するようになっている。46は1段目昇降ポスト42のガイド機構であり、固定コラム32に固定されたアームに取付けられている。尚、図示していないが2段目昇降ポスト43の昇降に対するガイド機構も1段目昇降ポスト42に設られている。
【0028】
40はボールネジ軸39に螺合したボールネジナットであって、回り止めをして1段目昇降ポスト42に固定されている。
従って、昇降用ギヤードモーター35、36を駆動してボールネジ軸39を正逆回転することによりボールネジナット40が上下動し、これにより1段目昇降ポスト42が昇降することになる。1段目昇降ポスト42が昇降すると、その頂部に固定したスプロケットホイールが昇降するので、これに連れて2段目昇降ポスト43が自動的に昇降するが、リフトチェーン45が両掛けとなっているので、2段目昇降ポスト43は1段目昇降ポスト42の2倍の昇降ストロークとなる。つまり、2段目昇降ポスト43は1段目昇降ポスト42から伸縮する状態となる。
【0029】
尚、本実施例においては1段目昇降ポスト42をバランスウエイト33とバランスさせて吊持させたが、モーターフレーム34にトルクモーターを設けトルクモーターにより吊持してもよい。又、吊持索としてリフトチェーン44、45を使用したが、ワイヤーロープ等を使用してもよい。
【0030】
こうした構成の補強材取出し押付け機構を有する大型鋼構造物の製作装置における親板1に補強材2を溶接する工程について説明する。
【0031】
図2に示すように、パレット10に前工程において工程順に所定数の補強材2が直立状に保持セットされており、搬送コンベヤ12で送られてくる。そして、取出位置においては移動台車9に積載され、台車9によりガーダー6の下方まで移動される。
【0032】
ガーダー6には図示しないがアームセンサーが取付けられており、このアームセンサーにより補強材2を順次所定原点位置に移動して待機させる。
尚、この移動については移動台車9を順次移動させてもよいし、移動台車9は一旦ガーダー6にピン固定してパレット10を移動台車9上で調整移動させる方式としてもよい。
【0033】
次に、原点位置において補強材取出し押付け機構13を作動し、そのクランプ機構29によりパレット10上の補強材2を掴んで取出し、ガーダー6に沿って横行フレーム7を走らせ定盤8上に載置した親板1上に移送する。そして、下降用ギヤードモーター36を駆動し昇降ポスト41を下降させ補強材2を親板1上に降す。
【0034】
さらに、図3に示すように親板1上所定位置に位置決めするために、回転用モーター15のクラッチ、X軸方向原点復帰シリンダー23及びY軸方向原点復帰シリンダー28をそれぞれ解除する。
この解除により回転機構14、16、17、X軸方向移動機構19及びY軸方向移動機構24が夫々手動にて操作できるようになるので、補強材2を容易に位置決めすることができる。
【0035】
この位置決めを行ったのち、最終的に下降用ギヤードモーター36を再度駆動して昇降ポスト41を下降させ、補強材2を親板1の表面に押付ける。この際、緩衝バネ18の作用により、押付け時の衝撃が緩和される。そして補強材2には2段目昇降ポスト43、回転軸14、X軸方向移動機構19、Y軸方向移動機構24及びクランプ機構29の自重による所定の押付力がかかることになる。この状態で親板1に補強材2が溶接される。
【0036】
溶接作業終了後はクランプ機構29を解放し、上昇用ギヤードモーター35を駆動して昇降ポスト41を上昇させる。そして、回転用モーター15のクラッチ、X軸方向原点復帰シリンダー23及びY軸方向原点復帰シリンダー28を作動すると、回転機構、X軸方向移動機構19及びY軸方向移動機構24が夫々原点復帰するので、横行フレーム7を走らせ取出し押付け機構13をパレット位置までもどし、つぎの補強材2を取出すことができる。
【0037】
尚、本実施例においては下降用、上昇用駆動装置としてギヤードモーターを使用したが、勿論別体のモーターと減速機とを使用してもよい。
【0038】
【発明の効果】
補強材取出し押付け機構の昇降ポストを1段目昇降ポストと、該1段目昇降ポスト内に収納され、伸縮する2段目昇降ポストとで構成したため、コンパクトに収納され、かつ自在に昇降でき昇降ストロークを充分にとることができた。このため横行時の揚程を大きく確保することができ作業の安全性が増した。
【0039】
昇降ポストの上昇用ギヤードモーターには減速比が小さいギヤードモーターを使用し、下降用には減速比が大きなギヤードモーターを使用したため、下降用にはゆっくりとした下降速度となり正確、確実な下降動作を得ることができ、上昇時には迅速な上昇動作を得ることができ、作業のサイクルタイム短縮による生産性の向上が図れる
【0040】
尚、下降用ギヤードモーターに一方向クラッチを介在させることにより、上昇時には下降用ギヤードモーターにブレーキ作用を働らかせず、下降時には上昇用ギヤードモーターにブレーキを働らかせることができるので、より安全な下降動作を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の補強材の取出し押付け機構における昇降装置の一実施例を示す概略図
【図2】大型鋼構造物の製作装置を概略的に示す図
【図3】補強材の取出し押付け機構の下部機構の概略を示す図
【図4】従来型の補強材の取出し押付け機構における昇降装置を示す図
【図5】従来の配材状態を示す斜視図
【図6】従来の押付け状態を示す斜視図
【符号の説明】
1 親板 2 補強材
6 ガーダー 7 横行フレーム
9 移動台車 10 パレット
12 搬送コンベヤ 13 取出し押付け機構
14 回転軸 17 回転用歯車
19 X軸方向移動機構 24 Y軸方向移動機構
29 クランプ機構 32 固定コラム
34 モーターフレーム 35 上昇用ギヤードモーター
36 下降用ギヤードモーター 37 一方向クラッチ
39 ボールネジ軸 40 ボールネジナット
41 昇降用ポスト 42 1段目昇降ポスト
43 2段目昇降ポスト 44、45 リフトチェーン

Claims (3)

  1. ガーダー上を横行する横行フレームに昇降自在に吊持された1段目昇降ポストと、該1段目昇降ポスト内に収納され伸縮し、その下部に回転機構、X軸方向移動機構、Y軸方向移動機構及びクランプ機構とを有する2段目昇降ポストと、横行フレームに下降用駆動装置と上昇用駆動装置を設け、該両駆動装置にギヤ噛合する昇降用ボールネジ軸とを備え、該ボールネジ軸に螺合するボールネジナットを1段目昇降ポストに固定し、ポストの昇降を別駆動とし、下降速度は遅く、上昇速度は速くなるようにしたことを特徴とする大型鋼構造物の製作装置に使用する補強材の取出し押付け機構。
  2. 下降用駆動装置として減速比が大なるギヤードモーターを、上昇用駆動装置として減速比が小なるギヤードモーターを使用したことを特徴とする請求項1記載の大型鋼構造物の製作装置に使用する補強材の取出し押付け機構。
  3. 2段目昇降ポストの頂部を、1段目昇降ポストの上部に固定したホイールに巻回された吊持索により横行フレーム側下部と連結して2段目昇降フレームを吊持したことを特徴とする請求項1記載の大型鋼構造物の製作装置に使用する補強材の取出し押付け機構。
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